[發明專利]各相隔離的五相無刷發電機

有效

• 申請號: 201811281185.2
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109194081B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 嚴兵;史立偉;于成龍;劉劍;吳學軍;孫金嶺;韓得勝
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: H02K21/22
• 分類號: H02K21/22;H02K21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了各相隔離的五相無刷發電機，括外殼、月牙形外轉子導磁塊、勵磁繞組、定子鐵心、定子固定塊、電樞繞組和軸；呈U形的定子鐵心共有5X個，定子鐵心利用軛部均勻的固定在定子固定塊上，定子固定塊固定在軸上；外殼內圈處具有8X個均勻分布的拱形凹槽，拱形凹槽內嵌有月牙形轉子導磁塊，月牙形的外轉子導磁塊的中間有通孔，螺釘穿過通孔將月牙形轉子導磁塊固定在拱形凹槽內；在每個定子鐵心其中的一側的定子極上都繞有勵磁繞組，另一側的定子極上都繞有電樞繞組。本發明各相隔離的五相無刷發電機的外轉子采用了一種新型結構，月牙形轉子外導磁塊嵌入安裝的形式，具有各自獨立的定子子鐵心，能夠有效的實現磁隔離，避免了各繞組之間互相影響，轉子鐵心嚙入和嚙出時導磁少，是漸進式導磁，可以大幅度減小磁阻類電機的邊緣效應。

技術領域

本發明涉及一種各相隔離的五相無刷發電機，屬于汽車電器領域。

背景技術

目前直流電源系統應用廣泛，在航空設備、汽車上常常使用直流電源系統為其用電設備提供電能，在這些直流電源系統中常采用有刷直流電機、無刷直流永磁電機和爪極電機。無刷直流永磁發電機采用永磁材料，使得電機在運行時磁場難以調節，對外輸出電壓調節困難，不易實現弱磁控制。高速運行時，永磁體受電樞作用，甚至會發生不可逆退磁現象。

由于汽車發電機安裝在發動機上，需要其在強烈震動、多灰塵、高溫的環境下都能正常工作，因此汽車用發電機必須具備很高的穩定性和可靠性。電勵磁無刷直流發電機能夠兼具無刷直流發電機可靠性好和電勵磁發電機便于調節輸出電壓以及易實現弱磁控制的優點，因此電勵磁無刷直流發電機就成為當前研究的重點。

由于現代汽車用發電機對電機的可靠性提出了更高的要求，而采用多相繞組可提高電機的可靠性。在多相發電機中，已有的相關申請主要有專利公開號為CN102035272A的發明專利：多相電機，提出了一種多相電機，具有圍繞轉子的環形定子，多個電繞組位于槽中，以限定沿周邊隔開的磁極。該發明能夠減弱傳動系速度振蕩，減輕車輛振動和噪音。公開號為CN101030720的發明專利：一種永磁無刷直流發電機，包括永磁同步發電機和整流濾波器兩部分，整流濾波器為零式整流結構，整流二極管共陽極連接，陽極公共點為輸出直流電壓的低電位點。該發明的發電機制成后輸出電壓易于調整，不需額外的電壓調節裝置，在應急電源、低壓大電流等場合具有突出的應用優勢。

在相近的專利中，專利公開號為CN106549544A的發明專利：各相隔離的五相容錯汽車發電機：各相隔離的五相容錯汽車發電機，該電機定子鐵心由5個沿圓周均布的子鐵心組成，子鐵心利用不導磁的定子固定塊均勻的固定在外殼內側，其定子極按照極弧機械角大小不同分為寬定子極和窄定子極。本發明的各個定子鐵心之間被不導磁的定子固定塊隔離，使得定子相繞組在物理和電磁上都是彼此隔離的，這大大降低了相間故障的可能性。

本發明的提出的各相隔離的五相無刷發電機本發明的，采用一種新型月牙形轉子鐵心結構，月牙形的外轉子導磁塊的中間有通孔，螺釘穿過通孔將月牙形轉子導磁塊固定在拱形凹槽內。本發明的發電機轉子鐵心嚙入和嚙出時導磁少，是漸進式導磁，可以大幅度減小磁阻類電機的邊緣效應，而且本發明采用電勵磁繞組勵磁，便于調節輸出電壓。

發明內容

所要解決的技術問題：提供一種磁場可控而且具備各相隔離和多相冗余特征的短磁路的五相無刷發電機。

本發明采用如下技術方案：

各相隔離的五相無刷發電機由外殼、月牙形外轉子導磁塊、勵磁繞組、定子鐵心、定子固定塊、電樞繞組和軸組成；

所述外殼由非導磁材料制成，外殼內圈一側具有8X個均勻分布的拱形凹槽，X為正整數；

拱形凹槽內嵌有月牙形外轉子導磁塊，月牙形的外轉子導磁塊的中間有通孔，螺釘穿過通孔將月牙形外轉子導磁塊固定在拱形凹槽內；

呈U形的定子鐵心共有5X個，每個定子鐵心有兩個沿徑向延伸的定子極，同一個定子鐵心上的兩個定子極之間由定子鐵心的軛部連接；